专题12 第三章 铁 金属材料 整理与提升（教材深度精讲）-【核心素养系列】2023-2024学年高一化学知识整合讲练（人教版2019必修第一册）

专题12 第三章铁 金属材料 整理与提升 （教材深度精讲） 【核心素养分析】 1.宏观辨识与微观探析：认识铁及其化合物的性质及应用，能以“铁三角”转化关系理解变价元素的转化条件；认识铝与强酸、强碱的反应及其化合物的两性,理解铝及其化合物的性质。 2.证据推理与模型认知:具有证据意识,能基于证据对金属材料性质提出可能的假设,通过分析推理加以证实,能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。 3.科学态度与社会责任：利用铁及其化合物的性质，科学认识铁及其化合物的提纯和制备工艺流程，形成严谨求实的科学态度和崇尚真理的意识。 4.科学探究与创新意识：能提出有价值的氢氧化亚铁及其他铁的化合物的制备方案，并进行实验探究。能对金属的性质提出有探究价值的问题;能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究。 【知识导图】 【目标导航】 1.能依据物质类别和元素价态列举铁、铝等元素的典型代表物，能列举、描述、辨识含有铁、铝元素的典型物质重要的物理和化学性质及实验现象。能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。 2.能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测铁、铝及其化合物的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 3.能分别利用铁、铝及其化合物的性质和转化关系，设计制备、分离、检验等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明有关物质的转化路径。 4.能分别根据铁、铝及其化合物的性质，分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明要善保存、合理使用化学品的常见方法。 5．能分别说明金属材料的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 6．能主动运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中筒单的化学问题。 【重难点精讲】 一、铁、铝及其化合物 1.铁、铝的原子结构决定性质 物质 微观视角 宏观视角 原子结构  得失电子 单质表现的性质 具体主要化学性质 铝   从铝的原子结构来看，原子最外电子层上有3个电子，在化学反应中很容易失去电子以达到稳定结构。 铝的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性。铝主要化合价+3。 与氧气等非金属反应；与沸水反应；与强碱溶液反应；与盐及其溶液反应； 铁 从铁的原子结构来看，原子最外电子层上有2个电子，在化学反应中很容易失去2个电子以达到较稳定结构Fe2+，Fe2+还可以再失去1个电子达到更稳定结构的Fe3+。 铁的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性。铁的化合价有+2、+3、及更高价+6。 与金属、非金属单质反应；与水蒸汽反应；与盐及其溶液反应 2.从物质类别的视角认识物质间的转化关系 1）铁及其化合物 （1）铁及其化合物的“价—类二维图” 说明：1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化；①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 2)纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 （2）从价态的视角认识物质间的转化关系 当某种元素具有不同的化合价时，含有同种元素不同价态的物质间，可以通过氧化还原反应实现转化。例如，0价铁、+2价铁和+3价铁的相互转化关系如下： ①Fe单质中铁元素化合价为0价，仅具有还原性 Fe+Cu2+Fe2++Cu；Fe+2H+H2↑+Fe2+；2Fe+3Cl22FeCl3；3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 ②Fe2+化合价可以升高到+3价，表现为还原性，也可以降低到0价，表现为氧化性。 Fe2++ZnFe+Zn2+；2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－；5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O ③Fe（OH）2具有还原性，能被氧化为Fe（OH）3 4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3 ④Fe2O3中的铁元素为高价态，具有氧化性，因而可用还原剂将其还原为铁单质。 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ⑤Fe3+是铁元素的高价态，可以被还原剂还原为+2或0价，具有氧化性。 2Fe3++Zn（少量）2Fe2++Zn2+；2Fe3++3Zn（过量）2Fe+3Zn2+；2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ 【特别提醒】①不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时，要注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。 ②利用以上转化关系，可总结出铁及不同价态的铁的化合物的性质、用途、试剂保存、溶液配制、除杂等。如 Fe3+的溶液中含有 Fe2+，可加入 Fe 粉以除去Fe3+等